JP5815814B1 - センタレス研削方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの加工面に対する研削砥石車の砥石面の表面性の影響を低減し、高精密、高品質の表面性を確保し得るセンタレス研削方法及び装置を提供すること。【解決手段】研削砥石車１と、調整砥石車３と、その間に配置されたブレード５とによって支持されたワーク７を研削するに当たり、調整砥石車３を、その回転軸Ｏ３の軸方向Ｙに沿って往復振動Ｙ１１，Ｙ１２させる揺動装置１１を含んでいる。【選択図】図１

Description

本発明はセンタレス研削方法及び装置に関する。

センタレス研削は、例えば、特許文献１に開示されているように、ワークを、回転する研削砥石車、調整砥石車、及び、その間に配置されたブレードによって回転支持しながら、研削砥石車によって研削する。センタレス研削にはワークを研削しながら送り出すスルーフィードタイプと、送り出し作用を伴わないインフィードタイプの２種が知られている。何れのタイプのセンタレス研削においても、研削砥石車の砥石面は、所定の研削能力を維持するために、ドレッシング装置を用いて定期的にドレッシングされる。

ドレス装置は、ドレッサを有するトラバーサを研削砥石の回転軸と平行に一定速度で移動させてドレッシングを行うものであり、ドレッサの送り機構は、従来は、研削砥石の回転軸と平行に装架されてトラバーサと螺合するネジ杆と、このネジ杆を一定速度で回転するモータとを備えている。

ドレッシング作業においては、ドレッサを研削砥石側に前進させて一定の切り込みを与え、研削砥石を一定速度で回転させたあと、モータを駆動してトラバーサを一定速度で移動させることによって行われている。従って、ドレッシング後の研削砥石の表面をミクロに見れば、等しいピッチのネジ山が形成される。

上述したように、研削砥石の砥石面は、ドレッシング装置を用いて定期的にドレッシングされ、ドレッシング後の研削砥石の表面には、ミクロに見れば、等しいピッチのネジ山が形成されている。このような研削砥石面の表面凹凸が、研削工程において、ワークの研削面に転写され、ワークの表面の精度、品質を低下させる。

特許文献２は、トラバーサに装着したドレッサを研削砥石側に前進させて一定の切り込みを与えた後、トラバーサを移動させることにより砥石面の目立てないし修正を行う研削砥石のドレッシング方法において、トラバーサの移動速度を研削時における研削砥石のワーク進入側から排出側に向けて段階的ないし連続的に遅くする技術を開示している。

しかし、特許文献2に開示された技術でも、研削砥石の表面に、幅方向に高さ及びピッチの異なるネジ山を有しているから、研削動作中にワークの表面にネジ山の転写を防ぐことが困難である。

特開２００６−１２３１３２号公報 特開平７−５２０３９号公報

本発明の課題は、ワークの加工面に対する研削砥石車の砥石面の表面性の影響を低減し、高精密で高品質の表面性を確保し得るセンタレス研削方法及び装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係るセンタレス研削方法は、研削砥石車と、調整砥石車と、その間に配置されたブレードとによって支持されたワークを研削するに当たり、前記調整砥石車を回転軸の軸方向に往復振動させて研削する。

上記センタレス研削方法によれば、調整砥石車を回転軸の軸方向に往復振動させ、それによって、ワークを同方向に振動させることができる。これにより、研削砥石車に対するワークの研削位置を、調整砥石車の回転軸の軸方向に相対的に往復振動させる。この結果、仮に、研削砥石車の砥石面に、研削プロセスの実行に伴う凹凸や微小傷や、ドレッシングによる凹凸があったとしても、ワークの加工面に対する凹凸の転写の規則性を低減させ、又は無くし、ワークの加工面を高精密、高品質の表面性を有する平滑な仕上げ面とすることができる。

上述したセンタレス研削方法は、研削砥石車と、調整砥石車と、その間に配置されたブレードとによって支持されたワークを研削するセンタレス研削装置において、前記調整砥石車を、その回転軸の軸方向に振動させる揺動装置を含むことによって実現される。

以上述べたように、本発明によれば、研削砥石車の砥石面の表面性の影響を低減して、ワークの加工面を、高精密、高品位な平滑面に仕上げ得るセンタレス研削方法及び装置を提供することができる。

本発明に係るセンタレス研削装置を概略的に示す平面図である。 図１に示したセンタレス研削装置の立面図である。 図１及び図２に示したンタレス研削装置の動作を説明する図である。

図１及び図２に図示されたセンタレス研削装置は、研削砥石車１と、調整砥石車３と、その間に配置されたブレード５とを含んでいる。

研削砥石車１は、ワーク７の外周面を研削するもので、矢印Ｒ１の方向に回転する。研削砥石車１は、基台９１の上に設置された支持機構１３によって支持されている。支持機構１３には、研削砥石車１の外周面をドレッシングするドレッシング装置（図示しない）が備えられる。研削砥石車１の構造等は、周知技術に属する。

ワーク７には、外周円筒状の各種シャフト、パイプ、段付き品などが幅広く含まれる他、球体等も含まれる。

調整砥石車３は、第２スライダ９３の上に搭載されている。第２スライダ９３は、基台９１の上に搭載された第１スライダ９２の上に摺動可能に配置されている。調整砥石車３は、スルーフィードタイプの場合は、よく知られているように、その回転軸Ｏ３を高さ方向Ｚに傾斜させる。

第１スライダ９２は、調整砥石車３が、研削砥石車１に接近する方向Ｘ１に切込み、又は、離れる方向Ｘ２に移動し得るように搭載されている。そのような移動制御は、一般には、電気的制御方式によって実行される。

第２スライダ９３には、調整砥石車３を、その回転軸Ｏ３と平行な方向Ｙ１１、Ｙ１２に往復振動させる揺動装置１１が組み込まれている。このような揺動装置１１は、好ましくは、リニアモータによって構成される。リニアモータを構成する場合、第２スライダ９３に界磁（又は電機子）を設け、第１スライダ９２に電機子（または界磁）を設ける。そして、リニアモータに流れる電流の方向を切り替えて、第２スライダ９３を、第１スライダ９２に対して相対的に、調整砥石車３の軸方向Ｏ３と平行な方向Ｙ１１、Ｙ１２に往復振動を生じさせる。揺動装置１１による調整砥石車３に対する振幅、振動数、振動モード等は、ワーク７の材質や大きさ、更には、センタレス研削装置を構成する各部の固有振動周波数等を考慮して定めることができる。なお、この明細書では、揺動装置１１による揺動又は往復振動を、オシレーションと称することがある。

上述したセンタレス研削によれば、図３（Ａ）〜（Ｃ）にも示すように、調整砥石車３を、図３（Ａ）の基準位置Ｙ０から、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、回転軸Ｏ３と平行な方向Ｙ１１、Ｙ１２に、振幅ΔＹ１１、ΔＹ１２で往復振動させることにより、ワーク７をも、それと同方向に往復振動させることができる。

この結果、研削砥石車１に対するワーク７の研削位置が、調整砥石車３の回転軸Ｏ３と平行な方向Ｙ１１、Ｙ１２に往復振動することになるから、仮に、研削砥石車１の砥石面に、研削プロセスの実行又はドレッシング等に伴う凹凸や微小傷１０１があったとしても、ワーク７の加工面が凹凸や微小傷１０１のある箇所に留まることなく、相対的に往復移動しながら研削される。このため、研削砥石車1の砥石面における凹凸の、ワーク7の加工面に対する転写の規則性を低減させ、又は無くし、ワーク７の加工面を高精密、高品質の表面性を有する平滑な仕上げ面とすることができる。

次に、本発明に係るセンタレス研削について、従来のセンタレス研削と対比しながら、研削データを挙げて具体的に説明する。
１ 本発明に係るセンタレス研削による研削データ
（１）ワーク
寸法：φ14.0×L50
材質：SUJ（高炭素クロム軸受鋼鋼材）
フィード方式：スル―フィード
上述した寸法及び材質のワークを３本（No.11〜No.13）準備し、連続研削に付した。
（２）研削条件
（ア）研削砥石車
型式：PA100K88V8J
砥石周速：40m/s
研削砥石ドレスリード：0.1mm/rev
（イ）調整砥石車
型式：A220T3R40
回転数：30min-1
送り速度：1.0m/min
（ウ）研削代：0.03mm
（エ）下部スライド切込：0.03mm
（３）オシレーション条件
（ア）揺動装置：リニアモータ
（イ）ストローク：0.2〜5mm
上述した条件によって仕上げられたNo.１１〜No.１３の三本のワークについて、長さ方向の中間部Ｂにおける表面粗さRzを測定した。上述した研削データ及び表面粗さRzを表１に示した。

２ 従来のセンタレス研削による研削データ
ワーク、フィード方式及び研削条件は、本発明に係るセンタレス研削条件と同じである。本発明のセンタレス研削と異なる点はオシレーション条件を持たないことである。

上述した条件によって仕上げられたNo.２１〜No.２３の三本のワークについて、長さ方向の中間部Ｂにおける表面粗さRzを測定した。上述した研削データ及び表面粗さRzを表２に示した。

表１

表２

表１及び表２に示すように、本発明に係るセンタレス研削によって得られた３本のサンプルNo.１１〜No.１３は、従来のセンタレス研削によって得られたサンプルNo.２１〜No.２３に比して、加工面の表面性が著しく改善されていることが一見して理解できる。具体的には、従来、１．３６μｍ〜１．４３μｍの範囲にあった表面粗さRzが、本発明によれば、０．４８μｍ〜０．６１μｍの範囲に収まっている。平均値で見ると、従来のセンタレス研削による平均表面粗さRzが１．４１μｍＲｚであったのに対し、本発明に係るセンタレス研削による平均表面粗さは０．５６μｍＲｚであり、約60％も改善されている。

実施の形態では、スルーフィードタイプの研削方法及び装置について説明したが、勿論、インフィードタイプの研削方法及び装置にも適用することができる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。

１ 研削砥石車
３ 調整砥石車
５ ブレード
７ ワーク
１１ 揺動装置

Claims (2)

1. 研削砥石車と、調整砥石車と、その間に配置されたブレードとによって支持されたワークを研削するセンタレス研削方法であって、
   前記調整砥石車を、その回転軸の軸方向に沿って往復振動させる揺動装置と、
   前記調整砥石車が前記研削砥石車に対して近接又は離間する方向に移動可能な第１スライダと、
   前記調整砥石車を搭載し、前記第１スライダ上に摺動可能に配置され、前記調整砥石車の回転軸の軸方向に沿って移動可能な第２スライダと、
   を用い、
   前記揺動装置はリニアモータで構成し、
   前記第１スライダ又は前記第２スライダの一方に界磁又は電機子のいずれか一方を設け、
   前記第１スライダ又は前記第２スライダの他方に界磁又は電機子のいずれか他方を設け、
   前記リニアモータに流れる電流の方向を切り替えて、前記第２スライダを前記第１スライダに対して相対的に、かつ前記調整砥石車の軸方向と平行な方向に往復振動させて前記ワークを研削する、
   センタレス研削方法。
2. 研削砥石車と、調整砥石車と、その間に配置されたブレードとによって支持されたワークを研削するセンタレス研削装置であって、
   前記調整砥石車を、その回転軸の軸方向に沿って往復振動させる揺動装置と、
   前記調整砥石車が前記研削砥石車に対して近接又は離間する方向に移動可能な第１スライダと、
   前記調整砥石車を搭載し、前記第１スライダ上に摺動可能に配置され、前記調整砥石車の回転軸の軸方向に沿って移動可能な第２スライダと、
   を有し、
   前記揺動装置はリニアモータで構成され、
   前記第１スライダ又は前記第２スライダの一方に界磁又は電機子のいずれか一方を設け、
   前記第１スライダ又は前記第２スライダの他方に界磁又は電機子のいずれか他方に設け、
   前記リニアモータに流れる電流の方向を切り替えて、前記第２スライダを前記第１スライダに対して相対的に、かつ前記調整砥石車の軸方向と平行な方向に往復振動させる、
   センタレス研削装置。

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